DE1915063A1 - Kleinklaeranlage fuer die biologische Abwasserreinigung - Google Patents

Description

. Essen, 10. März 1969 N 4325/14 Dr.Ha/M

Baumeister Dieter Holste, 43 Essen, Lunerkamp 4

Kleinkläranlage für die biologische Abwasserreinigung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kleinkläranlage für die biologische Abwasserreinigung, die insbesondere als Hauskläranlage geeignet ist und die den amtlichen Richtlinien entspricht.

Derartige Hauskläranlagen, die im allgemeinen für Anschlußwerte von 10-50 Einwohnergleichwerten konstruiert werden, sollen sich durch eine möglichst kompakte Bauform auszeichnen. Diese Anlagen sollen dabei möglichst beim Hersteller fix und fertig montiert werden und per Lastwagen zum Bestimmungsort transportiert werden können, woraus wiederum die Forderung nach einem möglichst geringen Gesamtgewicht der Anlage resultiert. Die Forderung nach einer größtmöglichen Wirtschaftlichkeit der Abwasseraufbereitung gebietet schließlich, daß die Anlage- und Betriebskosten möglichst niedrig sind.

TJm den vorstehend genannten !Forderungen Rechnung zu tragen, sind bei der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage Belüftunge- und Nachklärraum in einem gemeinsamen, in der Draufsicht gesehen rechteckigen Becken untergebracht und stehen durch ©inen unmittelbar oberhalb der Beckensohle befindlichen Schlitz miteinander In Verbindung, wobei der Haehklärraum,

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im Längsschnitt gesehen, dreieckförmig ausgebildet und im Belüftungsraum eine rotierende Umwälzvorriehtung (Rührer) vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Kleinkläranlage ist dabei durch die Kombination folgender Vorrichtungsmerkmale gekennzeichnet:

a) Daß innerhalb des Beckens zusätzlich zum Belüftungsund Uachklärraum ein Eaulraum vorgesehen ist, der über einen Überlaufschacht unmittelbar mit dem Belüftungsraum in Verbindung steht und der auf der Abwasserzulaufseite des Beckens angeordnet ist-,

b) daß im Mittelpunkt des Belüftungsraumes in an sich bekannter V/eise ein um die senkrechte Achse rotierender Rührer vorgesehen ist, der mit zwei gekreuzten Schaufelpaaren ausgestattet ist, wobei das obere Schaufelpaar zur Waagerechten geneigt und in der oberen Beckenhälfte angeordnet ist, während das untere Schaufelpaar senkrecht steht, sich etwa in der mittleren Höhe des Beckens befindet und größer als das obere ist,

c) daß in den Ecken des Belüftungsraumes in der Draufsicht gesehen dreieckförmige Kanäle angeordnet sind, die dicht oberhalb der Beckensohle enden und

d) daß innerhalb des Paulraumes ein Zulaufschacht für das zu reinigende Abwasser angeordnet ist, dessen Unterkante etwa auf der gleichen Höhe liegt wie die Unterkante des Überlaufschachtes,

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Aus der deutschen Patentschrift 466 743 ist zwar eine Kläranlage "bekannt, "bei der Beltiftungs- und Nachklärraum unmittelbar aneinander angebaut sind und durch einen unmittelbar oberhalb der Beckensohle befindlichen Schlitz miteinander in Verbindung stehen* Der Nachklärraum ist dabei ebenfalls, im Längsschnitt geeehen, dreieckförmig ausgebildet, so daß der dort abgeschiedene Schlamm selbsttätig auf der stark geneigten Wand in den Belüftungsraum zurückfließt. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung handelt es sich jedoch ganz offensichtlich um keine Kleinkläranlage im Sinne der vorliegenden Erfindung. Daher ist auch im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Kleinkläranlage ein gesonderter Faulraum innerhalb der aus Belüftungsund Nachklärraum bestehenden baulichen Einheit nicht vorgesehen. Für die Abscheidung und Ausfaulung absetzfähiger Schwimrastoffe dürften in diesem Falle vielmehr, wie das bei Kläranlagen normaler Größe üblich ist, gesonderte Einrichtungen vorgesehen sein. Weiterhin unterscheidet sich die Kläranlage nach der deutschen Patentschrift 466 743 auch durch ihre Beltiftungsvorrichtung von der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage. In der deutschen Patentschrift 466 743. ist für die Belüftung die Anwendung eines um die horizontale Achse rotierenden Rührwerkes vorgesehen, dessen Rührflügel sich über die gesamte Breite dee Beckens erstreckenundΓ die so weit von der Rotationsachse entfernt angeordnet sind, daß sie sich beim Betrieb des Rührwerkes nahe an den Begrenzungsflächen des Belüftungsrea vorbeibewegen· Der Saueretoffeintrag wird in der Weise erreicht,

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daß durch das Rührwerk ständig unbelüftetes Wasser an der Wasseroberfläche vorbeigeführt wird und dabei Sauerstoff aus der luft aufnimmt. Der Belüftungseffekt ist dabei sehr gering

Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage die Anwendung eines ganz speziellen Rührers vorgesehen, dem für das Funktionieren der gesamten Anlage eine entscheidende Bedeutung zukommt und der die vorstehend unter Punkt b) beschriebenen Merkmale aufweist. Die Anwendung dieses Rührers in Verbindung mit den in den Ecken des Belüftungsraumes angeordneten dreieckförmigen Kanälen ermöglicht dabei eine außerordentlich gute Belüftung des zu reinigenden Abwassers bei einem sehr geringen Energiebedarf, der ^e nach Anlagengröße zwischen 100 und 200 Watt liegt.

Auf die Wirkungsweise des Rührers und der Kleinkläranlage wird dabei weiter unten bei der Erläuterung der Abbildungen näher eingegangen werden. Die Abbildungen zeigen im einzelnen?

Abbildung 1
Abbildung 2
Abbildung 3
Abbildung 4

einen Längsschnitt durch die erfindungsgegemäße Kleinkläranlage,

einen Querschnitt durch den Belüftungsraum der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage,

eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kleinkläranlage, ·

als Detaildarstellung die Trennwand zwischen Belüftungs- und Nachklärraum mit der dazugehörigen Öffnung nebst Abdeckhaube.

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Bei der in der Abbildung 1 im Längsschnitt dargestellten Kleinkläranlage ist das Becken 1 durch die Trennwände 2 und 3 in den IFaulraum 4, den liachklärrauia 5 und den Belüftungsraum aufgeteilt. Der Zulauf des zu reinigenden Abwassers erfolgt durch das Zulaufrohr 7 in den Zulaufschacht 8, der innerhalb des Paulraumes 4 so angeordnet ist, daß seine Unterkante 9 in gleicher Höhe liegt wie die Unterkante 19 des ÜberlaufSchachtes 10. Die mit dem zu reinigenden Abwasser eingeleiteten Schwimmstoffe werden dabei im Zulaufschacht weitgehend zurückgehalten und zur Vermeidung von Verfilzungen vom neu zulaufenden Abwasser ständig bespült. Die absetzfähigen Schwimmstoffe sinken in Laufe der Zeit allmählich auf den Boden des Paulraumes und können dort ausfaulen. Da die Unterkante 9 des Zulaufschachtes und die Unterkante 19 des ÜberlaufSchachtes 10 auf gleicher Höhe liegen, kann das zu reinigende Abwasser den Paulraum auf dem kürzesten V/eg durchfließen und gelangt durch den Überlaufschacht 10 in den Belüftungsraum 6 . Der Überlaufschacht 10 ist dabei an seiner Oberseite mit einer gasdichten Abdeckung 20 versehen. Die Überlaufkante 21, über die das Abwasser aus dem Paulraum in den Belüftungsraum fließt, liegt dabei 2 - 3 cm über dem Wasserspiegel des Belüftungsraumes* Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Paulraum und der Belüftungßraum gasdicht gegeneinander abgeschlossen oind. Gleichseitig wird dadurch verhindert, daß Schwimmschlamm aus dem Paulraum in den Belüftungsraum übertreibt. Umgekehrt kann jedoch während der Zeit, in der kein Äbwasserzulauf erfolgt, durch di,e vom Rührer 11

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hervorgerufene Wellenbewegung im Belüftungsraum Belebtschlamm in den Überlaufschacht 10 gespült werden, von wo er in den Paulraum gelangt. Der überlauf.schacht wirkt somit gleichzeitig als Übersehußschlaiamabaug. Wesentliches Merkmal der Belüftungsstufe ist dabei der um die senkrechte Achse rotierende Rührer 11, coif den weiter oben bereits hingewiesen wurde. Dieser ist im Ilittelpunkt dee Belüftungsraumes 6 angeordnet tuid mit zwei gekreuzten Schaufelpaaren 12 und 13 ausgestattet, wobei das obere Schaufelpaar 12 zur Waagerechten geneigt und in der oberen Beekenhälfte angeordnet ist» während das untere Schaufelpaar 13 senkrecht steht und sich etwa in der mittleren Höhe des Beckens 1 befindet. Das Schaufelpaar 12 ist dabei kleiner als dae Schaufelpaar 13. In den Ecken deB Belüftungsrauiaes sind die in der Draufsicht gesehen dreieckförniigen Kanäle 14 angeordnet. Das untere Schaufelpaar 13 bewirkt dabei im wesentlichen eine um die senkrechte Achse drehende Bewegung und sorgt so für eine gute Umwälaung des Abwasaer-Belebt-Bchlamragemischeß im Belüftungsraum. Die Umdrehungszahl des

_} Rührei'8 wird dabei so einreguliert, daß sich eine Bandgeschwindigkeit des Sohaufelpaares von 0,3 - 0,5 bi/ö einstellt, bei der Ablagerungen auf der Beckensohle absolut vermieden werden. Gleichzeitig fördert das obere Schaufelpaar 12 das . ibwauoer-Belebtsclilammgeinisen im Belüftungarauni nach oben. Durch die aus hydraulischen Gründen abgeteilten dreleekförnigen Kanäle 14 findet die Ruckströmung des nach oben geförderten Abwaaaer-BelebtBohlaramgemisches statt» Da der Sesaiat-

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querschnitt dieser vier Kanäle sehr klein ist, stellt sieh eine relativ große Fallgeschwindigkeit ein, so daß die infolge von Verwirbelungen in den Ecken gebildeten Luftblasen mit nach unten gerissen werden· Der auf diese Weise in das Abwaseer-Belebtschlammgemisch eingetragene Sauerstoff deckt den Sauerstoffbedarf der Belüftungsstufe vollauf. Zweeknäßigerweise sind dabei in der Trennwand 3 im Bereich der dreieckförmigen Kanäle 14 Öffnungen 22 vorgesehen, die sich bis etwa 80 cm unterhalb des ¥asserspiegels erstrecken und die von den nach unten sich erweiternden Abdeckhauben 23 umgeben Bind. Durch die Öffnungen 22 gelangt das biologisch gereinigte Abwasser aus dem Belüftungsraum in den ITachklarraunu Da der Fachklärraum im Längsschnitt gesehen dreieckförraig ausgebildet ist, wird das Absetsen des mitgeführten BelebtSchlammes erleichtert. Der sich absetzende Belebtschlamm gelangt durch den Schlitz 15 aus dem Hachklärraum wieder in den BeIUftungsraum zurück. Das gereinigte Abwasser steigt wänrenddeesen im Haehklärraum nach oben und fließt über die 2ahnleiste 16, die die Ablaufrinne 17 vom Nachklärratim abtrennt, in die Ablauf rinne» Von dort wird ee durch die Ablaufleitung 18 abgezogen« Gegebenenfalls kann im Hachklärraum noch die !Tauchwand 26 angeordnet sein, die verhindern soll, daß auftreibender Schwinuttschlamin in die Ablaufrinne 17 gelangt.

In Abbildung 2 iet ein Querschnitt durch den BelUftungsraum der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage dargestellt. Die Bezugszeichen haben dabei die gleiche Bedeutung wie in Abbildung 1.

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• Abbildung 3 stellt schließlich eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kleinkläranlage dar, wobei hier ebenfalls die Bezugszelö&en die gleiche Bedeutung haben wie in den ■vorhergehenden Abbildungen. Zusätzlich erkennt man hier in der Trennwand 3 die Öffnung 24. Diese Öffnung ist im Belüftungsraum von der Abdeckhaube 25 umgeben und befindet sich im Bereich des Wasserspiegels. Durch die Öffnung 24 soll auftreibender Schwimmschlamm kontinuierlich aus dem Nachklärraum in den Belüftungsraum !zurückgelangen. Die Abdeckhaube ist dabei so ausgebildet, daß die im Belüftungsraum herrschende Pließbewegung tangential daran vorbeiführt und eine Ejektorwirkung hervorruft, wodurch der Sehwimmschlamm kontinuierlich aus de&. liachklärraum in den Belüftungsraum abgesaugt wird..

In der Abbildung 4 ist als Detaildarstellung die Trennwand mit der öffnung 24 und der Abdeckhaube 25 stark vergrößert wiedergegeben. Der Pfeil markiert dabei die Strömungsrichtung im Belüftungsraum.

Die erfindungsgemäße Kleinkläranlage ist dank ihrer relativ unkomplizierten Bauweise sehr preisgünstig herzustellen. Besondere vorteilhaft ist es, die Anlage aus glasfaserverstärktem Kunststoff herzustellen, da dieser korrosionsfest ist und fabrikationstechnische Vorteile bietet. Das schließt

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jedoch die Anwendung anderer Baustoffe nicht aus. Die Beckengröße wird zweckmäßigerweise so bemessen? daß im Paulraum ein Volumen von 200 1 pro angeschlossenem Einwohnergleichwert, im Belüftungsraum ebenfalls ein Volumen von 200 1 pro angeschlossenem Einwohnergleichwert und im XTachklärraum ein Volumen von 50 1 pro angeschlossenem Einwohnergleichwert zur Verfügung steht. Bei Einhaltung dieses· Volumenverhältnisses ist gewährleistet, daß die mittlere Durchflußzeit des Abwassers durch den ITachklärraum mehr als drei Stunden beträgt, was den 2.Z.

geltenden amtlichen Richtlinien entspricht» Die Wasserspiegel"

oberfläche im ITachklärraum sollte dabei mindestens 1 m betragen, damit die Bedingung des sogenannten Badewannenstoßes von 0,5 l/s erfüllt wird. Die gesamte Oberseite der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage kann bevorzugterweise bis auf einen mit einer Abdeckung versehenen Motorenschacht geschlossen und in das Erdreich eingebaut werden. Di« Entlüftung des Paulraumes erfolgt dabei zweckmäßigerweise über dao Zulaufrohr 7. In der Abdeckplatte des Motorschachtes ist in diesem Pail© eine Belüftungeöffnung vorgesehen.

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Claims (1)

1. Patentanspruches

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   ' 1.jKleinkläranlage für die biologische Abwasserreinigung,

   bei der Belüftungs- und Nachklärraum in einem gemeinsamen, in der Draufsicht gesehen rechteckigen Becken untergebracht sind und durch einen unmittelbar oberhalb der Beckensohle befindlichen Schiit55 miteinander in Verbindung stehen, wobei der Bachklärraum im Längsschnitt gesehen dreieckförmig ausgebildet und im Belüftungsraum eine rotierende | Uniwälzvorrichtung (Rührer) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Yorrichtungsmerkmale%

   a) Daß innerhalb des Beckens (1) zusätzlich aura Belüftungs-(6) und Wachklärraum (5) ein 3?aulraua (4) vorgesehen ist, der über einen Überlaufschacht (10) unmittelbar mit dem Belüftungsraum in Verbindung steht und der auf der Abwaeserzulaufseite des Beckens angeordnet ist,

   b) daß im Mittelpunkt des Belüftungsraumes (6) in an sich

   bekannter Weise ein um die senkrechte Achse rotierender Rührer (11) vorgesehen ist, der mit zwei gekreuzten Schaufelpaaren (12; 13) ausgestattet ist, wobei das obere Schaufelpaar (12) zur Waagerechten geneigt und in der oberen Beckenhälfte angeordnet ist, während das untere Schaufelpaar (13) senkrecht steht, sich etwa in der mittleren Höhe des Becken© befindet und größer als das obere ist.

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   c) daß in. den Ecken des Belüftungsraumes (6) in der Draufsicht gesehen dreieckförmige Kanäle (14) angeordnet sind, die dicht oberhalb der Beckensohle enden und

   d) daß innerhalb des Faulraumes (4) ein Sulaufschacht (8) für das su reinigende Abwasser angeordnet ißt, dessen Unterkante (9) etwa auf der gleichen Höhe liegt wie die tinterkante (19) des Überlauf Schachtes' (10).

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaufschacht 10 an seiner Oberseite mit einer gas-

   dichten Abdeckung (.20) versehen ist und daß die überlauf— kante (21) etvia 2 - 5 cn über den Wasserspiegel des Belüftungeraumes liegt.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die l'rennwand (3) im Bereich der dreieckfbrmigen Kanäle (14). ai/fc öffnungen (22) versehen ist, die sich bis etwa 80 cm unterhalb des Wasserspiegels erstrecken und die von nach unten sich, erweiternden Abdeckhauben (23) umgeben sind.

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   4. Vorrichtung nach den Anspicücheii 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dor Trennwand (3) in Bereich des Wasserspiegels eine oder mehrere Öffnungen (24) vorgesehen Bind, die in Selliftungsraum (6) von Abdeekhauben (25) umgeben aind, wobei die Abdeckhauben so ausgebildet sind, daß sie eine tangential zur Drehbewegung des Kührers (11) gerichtete Strömunc hervorrufen. -

   5. Vorrichtung nach den Aneprüchen 1 biß A-, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Zahnleiste (16) die Ablaufrinne (17) von Nachklärraun (5) abgetrennt wird.

   6. Vorrichtung nach den .Ansprüchen 1 bin 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe aus glaGfaserveretärlcten Kunststoff hergestellt wird.

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